項目教學法在數(shù)控加工中心的應用
時間:2022-12-27 11:31:40
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摘要:項目教學法是指將教學內(nèi)容融入實際項目中開展的教學方式。通過項目教學法,能夠增強學生的動手能力,提高學生理論指導實踐的能力,培養(yǎng)學生的工程能力及創(chuàng)新精神,也為學生更好地適應現(xiàn)代化企業(yè)的需要打下基礎。因此,文章主要闡述了在數(shù)控加工中心教學過程中實行項目化教學的意義、策略及取得的效果,以此使項目教學法在數(shù)控加工中心實訓教學中得到更好的應用。
關鍵詞:項目教學法;數(shù)控加工中心;實訓教學;工程能力
數(shù)控加工中心工藝多適用于加工復雜、工序多、需經(jīng)過多次裝夾及調(diào)整且精度要求較高的零件。主要加工對象有箱體類零件、復雜曲面、異形件、盤套板類零件及特殊加工。數(shù)控加工中心實訓一直是各高校工程訓練的重要組成部分,多用于精密加工、先進制造等內(nèi)容的學習。教學目標就是通過實際加工,磨煉學生的動手能力,提高學生理論指導實踐的能力,培養(yǎng)學生的工程能力及創(chuàng)新精神[1]。廣州航海學院數(shù)控加工中心實訓室位于校實驗中心,主要由數(shù)控仿真實訓室及數(shù)控加工中心操作室構成。過去的數(shù)控加工中心實訓教學環(huán)節(jié)中,通常是指導教師先對操作重點進行講解及演示,而后邀請數(shù)控基礎扎實的同學操作一遍,接著指導教師列舉其操作過程中出現(xiàn)的錯誤點,然后指導教師再進行正確示范,最后才把實操機會給到所有同學。經(jīng)過上述教學流程,雖然學生可以完成既定的工件加工任務,但是缺乏獨立思考的空間,一旦更換了工件類型,往往很多學生就會手忙腳亂,沒有思路。為此,廣州航海學院數(shù)控加工實訓室通過項目教學法改革,提高學生的獨立思考能力,培養(yǎng)滿足企業(yè)需求的工程技術類人才。
1在數(shù)控加工中心實訓教學中采用項目教學法意義
項目教學法是指將教學內(nèi)容融入實際項目中開展的教學方式。項目教學法需要根據(jù)教學大綱、人才培養(yǎng)目標、社會企業(yè)需求,以知識能力特點為根本、以學生為主體來制定符合本課程教學目標的項目[2]。在實施項目教學法時,學生根據(jù)教師的指導,獨立完成信息的收集、方案的設計及項目的具體實施等工作。在項目教學法中教師扮演的是配角,而真正的課程學習主角是學生本身。項目教學法使學生能夠更加自覺地參與實訓教學中,從項目的接手、信息的收集、方案的制訂、項目的落實、問題的分析和解決,都需要學生獨立思考。在此過程中,學生需具備較強的自主學習能力及主觀能動性,其通過不斷的練習及嘗試,克服項目中的困難和瓶頸,最終順利完成項目。通過項目教學法,可以鍛煉學生的自我學習能力和創(chuàng)新精神,為培養(yǎng)創(chuàng)新型應用型人才提供有力支撐,因此,在數(shù)控加工中心實訓中運用項目教學法是非常具有實踐意義的。
2在數(shù)控加工中心實訓中采用項目教學法的策略
數(shù)控加工中心機床屬于昂貴的高精密加工設備。一般在實際操作前,采用數(shù)控仿真軟件編程及模擬加工刀路的形式進行仿真加工后,再進行上機實操,進而驗證程序的準確性。通過項目教學法,把數(shù)控加工工藝、數(shù)控加工中心編程和數(shù)控加工中心實操緊密結(jié)合起來,能夠讓學生在學習中實踐,循序漸進地提升其綜合工程能力,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和能力[3]。文章以渦輪葉片的數(shù)控加工中心實訓教學為例,探討項目教學法的實施策略。2.1明確教學項目在渦輪葉片數(shù)控加工中心實訓教學實施環(huán)節(jié)中,一共設置三個項目,分別為數(shù)控加工基礎、CAM刀路設計與模擬加工、綜合練習(見表1)第一個項目數(shù)控加工基礎,主要以安全文明生產(chǎn)及數(shù)控基礎知識為主。CAM刀路設計與模擬加工為計算機輔助設計能力訓練,讓學生在模擬中對方案進行優(yōu)化,實現(xiàn)從知識到能力的轉(zhuǎn)化。綜合練習為綜合技能訓練,通過渦輪葉片的上機實操加工(見圖1),加工出符合圖紙要求及產(chǎn)品技術要求的產(chǎn)品,讓學生熟練掌握五軸加工中心的編程方法。在教學實施過程中,又將每個項目細分為實際的工作任務。工作任務必須立足于教學大綱,由淺入深,由簡單到綜合,面向工程素質(zhì)培養(yǎng)宗旨,面向現(xiàn)代社會及企業(yè)需求,切實培養(yǎng)學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力。2.2分工合作,開展項目工作任務(1)課前學習。在開始實訓前,通過線上發(fā)布學習任務書,讓學生提前明確項目工作任務??赏ㄟ^大學生慕課等平臺,為學生提供課件、實訓指導書、視頻等學習資料,通過設立課前預習目標的形式,充分調(diào)動學生的課前自主學習能動性,并完成課前測驗。教師通過定期開展線上項目討論會的形式,及時溝通解決學生所遇問題。(2)分組收集信息。以每組5人的形式,將全班學生分為8小組。分組時,需協(xié)調(diào)均衡各組學生的理論基礎和實操能力。每組推選一名小組長,負責統(tǒng)籌協(xié)調(diào)整個組的工作。課程開始后,各組分工收集工件圖紙、加工工件所需材料、刀具、夾具、量具及輔具等,以及數(shù)控加工中心設備的型號及其選配的系統(tǒng)、數(shù)控仿真軟件、各種參考資料(如數(shù)控加工工藝、數(shù)控加工編程書籍、夾具設計手冊等)。(3)分組討論并制訂方案。各組依據(jù)項目的工作任務和收集的信息材料,制訂出至少兩套方案,方案中應包括各種加工工具的選用、加工工藝路線、工序卡片、控制工件精度的措施、后處理文件等信息,再根據(jù)數(shù)控加工的原則、工藝路線相對優(yōu)化原則等進行組內(nèi)篩選,討論后最終確定一個最優(yōu)方案,然后每組選出技術代表,以PPT形式匯報各組最終的方案,并且把各自方案的刀路仿真設計用視頻的形式展現(xiàn)出來。(4)分組實施方案。在實際操作階段,指導教師在各組之間巡回指導教學,學生根據(jù)方案確定的加工工藝流程,按圖加工。對于各組在加工中遇到的問題,小組長通過視頻等多種方式進行記錄,待加工完畢后進行組內(nèi)的討論。教師可以就各組遇到的普遍性問題,集中全部學生進行講解并討論解決方案。如果是非普遍性問題,教師可以現(xiàn)場及時指導解決,并作為小的問題點,在全班進行討論分析。(5)總結(jié)評價。評價反饋是對項目實施的全過程進行問題的總結(jié)、意見的提出及優(yōu)秀評比的過程。評價的標準對標企業(yè)加工規(guī)范、數(shù)控操作手法,并參考企業(yè)對加工現(xiàn)場的5S管理等做法,對學生進行規(guī)范,進而幫助學生養(yǎng)成優(yōu)良的工作作風,使得學生可以更好地適應現(xiàn)代企業(yè)的需要。
3項目教學法產(chǎn)生的效果
根據(jù)項目教學法的具體實施結(jié)果可以看出,在此教學方法實施三年后,教學效果獲得顯著提升。通過此法,數(shù)控加工中心工種實訓成績逐年提高,平均分從最初的75分,提高到85分左右。通過率從之前的89%提高到最近一次的96.5%。除此之外,還從各方面提升學生的綜合素質(zhì)。項目教學法的效果具體如下:(1)有助于學生全面能力的培養(yǎng)。通過項目教學法的使用,不但可以讓學生的職業(yè)素養(yǎng)與管理能力得到較大的提升,而且有助于培養(yǎng)學生的組織協(xié)調(diào)能力及團隊合作能力等,使學生在學習知識、提升技能的同時,豐富了自身經(jīng)歷,為其將來的發(fā)展奠定良好的基礎,全方位地提升學生綜合素質(zhì)水平。(2)有利于更全面地評價學生。項目教學法使教學評價覆蓋了整個項目的全過程,教師下達工作任務后,評價過程就同步開始。教師對于學生的參與度、積極性、完成度及作品成果等表現(xiàn)打分,不僅是以課程考試與最終作品作為成績的評定參考,同時關注到學生在項目中的工作態(tài)度、團隊合作能力及創(chuàng)新精神等要素,使得對學生進行全面評價成為現(xiàn)實。此外,實訓課程中運用項目教學法時,需著重關注以下兩點:①雖然在項目教學法是以學生作為教學主體進行開展,但是教師需在教學環(huán)節(jié)的全過程中充分發(fā)揮組織作用及引導作用;②在組織分組教學時,教師需實時了解關心學生的學習狀態(tài),關注學生的學習情況,在學生遇到問題或困難時,教師應及時為其解答,防止出現(xiàn)因自身基礎差異所致的兩極分化問題。
4結(jié)束語
綜上所述,數(shù)控加工中心實訓教學中應用項目教學法,以具體項目的形式開展教學,不僅豐富了學生的專業(yè)知識,還鍛煉了學生的實操能力。在項目式教學法營造的學習氛圍下,學生積極主動地學習,增強了對數(shù)控加工專業(yè)知識的認知,該課程教學培養(yǎng)了學生的團隊合作精神,激發(fā)了學生的創(chuàng)新能力及精神,為其將來適應現(xiàn)代企業(yè)打下堅實的基礎。因此,在實踐教學中,教師應高度重視項目教學法的使用,重視師生之間角色轉(zhuǎn)換問題,營造更有利于學生實訓的學習氛圍,充分調(diào)動學生學習與實踐的熱情,促進學生工程實踐能力的全面發(fā)展。
參考文獻:
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[3]宋寶玉,李旦,王娜君,等.強化工程創(chuàng)新能力培養(yǎng)的機械專業(yè)實踐教學建設[J].高等工程教育研究,2018(1):58-61+106.
作者:張杰 魏安 陳海濱 陳杰新 楊文宜 單位:廣州航海學院